RU2095175C1

RU2095175C1 - Method of making convex and concave lands on tubular blanks and installation for performing the same

Info

Publication number: RU2095175C1
Application number: RU96107823A
Authority: RU
Inventors: Ю.Н. Пыжик
Original assignee: Государственный космический научно-производственный центр им.М.В.Хруничева
Priority date: 1996-04-16
Filing date: 1996-04-16
Publication date: 1997-11-10

Abstract

FIELD: machine engineering, namely formation of convex and concave lands on tubular blanks of any size in multipurpose equipment. SUBSTANCE: method comprises steps of freely mounting tubular blank onto shaped mandrel, rotating said mandrel and applying deforming effort from outside. Installation for performing the method includes shaped mandrel with convex or concave relieves, rolling-around roller respectively with concave or convex lands reciprocal relative to relieves of said mandrel at taking into account thickness of tubular blanks; stop mounted with possibility of reciprocation motion in mutually normal directions. EFFECT: enlarged using range of installation, enhanced efficiency of method. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к труборасширителям, и может найти применение при производстве труб для телескопических соединений. The invention relates to mechanical engineering, namely to pipe expanders, and may find application in the production of pipes for telescopic joints.

Известен способ пластического деформирования трубчатых заготовок и устройство для его осуществления (а.с. N 1417963, кл. B 21 D 26/06), где в закрытое деформационное пространство (полуматрицы) вставляется трубчатая заготовка и через герметичный сердечник, входящий внутрь трубы, подается под высоким давлением рабочая среда, осуществляющая пластическую деформацию заготовки. A known method of plastic deformation of tubular billets and a device for its implementation (A.S. N 1417963, class B 21 D 26/06), where a tubular billet is inserted into a closed deformation space (half-matrix) and fed through a sealed core entering the pipe under high pressure, a working medium carrying out plastic deformation of the workpiece.

Этот способ имеет ряд недостатков, осложняющих технологический процесс, а именно: наличие гидронасоса высокого давления, обеспечивающего пластическую деформацию трубы; наличие высокоточного и герметически закрывающего внутреннюю полость трубы сердечника, при этом каждый типоразмер трубы должен иметь отдельный сердечник; наличие высокоточных разъемных полуматриц, формирующих форму пояса (зига) также для каждого типоразмера труб; сложность взаимной координации приспособлений и заготовки для определения места пояса; высокая энергоемкость процесса; высокая стоимость оборудования; возможность получения только наружного пояса. This method has several disadvantages that complicate the process, namely: the presence of a high pressure hydraulic pump that provides plastic deformation of the pipe; the presence of a high-precision and hermetically closing the inner cavity of the pipe core, with each pipe size must have a separate core; the presence of high-precision detachable half-matrices forming a belt shape (ridge) also for each pipe size; the complexity of the mutual coordination of devices and workpieces to determine the location of the belt; high energy intensity of the process; high cost of equipment; the possibility of obtaining only the outer belt.

Наиболее близким к изобретению является способ и устройство для обработки труб, содержащее профильную оправку с диаметром, меньшим диаметром трубчатой заготовки, по крайней мере один деформирующий элемент, выполненный в форме обкатного ролика, упор. Заготовку свободно устанавливают на оправке и прикладывают усилие в поперечном сечении [1]
Этот способ несколько проще указанного, но тоже имеет определенные недостатки: возможность получения на трубе только наружного пояса; сложность взаимной координации приспособления и заготовки для определения места развальцовки или пояса; сложность технологического оснащения для обеспечения вращения устройства или заготовки с поступательным движением веретена; каждый типоразмер трубы должен иметь отдельное приспособление.Closest to the invention is a method and apparatus for processing pipes, containing a profile mandrel with a diameter smaller than the diameter of the tubular workpiece, at least one deforming element made in the form of an obkatny roller, emphasis. The workpiece is freely mounted on the mandrel and exerted force in the cross section [1]
This method is somewhat simpler than indicated, but also has certain disadvantages: the ability to receive only the outer belt on the pipe; the complexity of the mutual coordination of the fixture and the workpiece to determine the location of the flaring or belt; the complexity of technological equipment to ensure the rotation of the device or the workpiece with the translational movement of the spindle; Each pipe size must have a separate device.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков и создание способа и устройства для получения и выпуклых и вогнутых поясов на трубах с помощью рядового оборудования типа токарного станка и простого универсального приспособления, единого для всех типоразмеров труб. The aim of the invention is to eliminate these drawbacks and create a method and device for producing both convex and concave belts on pipes using ordinary equipment such as a lathe and a simple universal device that is common for all pipe sizes.

Указанная цель достигается тем, что в способе получения выпуклых и вогнутых поясов на трубчатых заготовках, включающем установку последних на профильную оправку и приложение к ним деформирующих усилий в поперечном сечении, трубчатая заготовка свободно устанавливается на профильную оправку, которая приводится во вращение, а деформирующее усилие прикладывается снаружи. This goal is achieved by the fact that in the method for producing convex and concave belts on tubular billets, including installing the latter on a profile mandrel and applying deforming forces to them in cross section, the tubular blank is freely mounted on the profile mandrel, which is driven into rotation, and the deforming force is applied outside.

Указанная цель, кроме того, достигается тем, что в установке для получения выпуклых и вогнутых поясов на трубчатых заготовках, содержащей профильную оправку, упор и по крайней мере один деформирующий элемент, оправка установлена с возможностью вращения, оснащена упорной шайбой и имеет диаметр меньше внутреннего диаметра трубчатой заготовки, свободный конец последней зафиксирован упором, имеющим свободу перемещения, а деформирующий элемент выполнен в форме обкатного ролика с наружной поверхностью, копирующей профиль оправки, ответной ей, и учитывающей толщину стенки трубчатой заготовки. This goal, in addition, is achieved by the fact that in the installation for convex and concave belts on tubular billets containing a profile mandrel, a stop and at least one deforming element, the mandrel is mounted for rotation, equipped with a thrust washer and has a diameter smaller than the inner diameter a tubular billet, the free end of the latter is fixed by a stop having freedom of movement, and the deforming element is made in the form of a rolling roller with an outer surface copying the profile of the mandrel corresponding to d, and taking into account the wall thickness of the tubular workpiece.

Для лучшего понимания существа способа рассмотрим его осуществление на примере образования выпуклых и вогнутых поясов на трубчатых заготовках, которые свободно устанавливают на профильную оправку, приводимую во вращение, а деформирующее усилие прикладывается снаружи. При этом вращение трубчатой заготовки относительно ее оси происходит за счет сил трения трубчатой заготовки в месте приложения деформирующей силы. Причем деформация материала стенки трубчатой заготовки происходит только в месте приложения деформирующей силы и даже при материале заготовки в упрочненном состоянии. For a better understanding of the essence of the method, we consider its implementation on the example of the formation of convex and concave belts on tubular blanks, which are freely mounted on a profile mandrel, driven into rotation, and a deforming force is applied externally. The rotation of the tubular workpiece relative to its axis occurs due to the friction forces of the tubular workpiece at the site of application of the deforming force. Moreover, the deformation of the material of the wall of the tubular workpiece occurs only at the place of application of the deforming force and even with the workpiece material in the hardened state.

Таким образом, материал в месте приложения деформирующей силы не вытягивается, а вдавливается (или выдавливается) в профильную оправку или ролик, практически не изменяя своей толщины. Thus, the material at the point of application of the deforming force is not stretched, but pressed (or squeezed out) into the profile mandrel or roller, practically without changing its thickness.

На фиг. 1 и 2 представлены общие схемы установки для получения вогнутых и выпуклых поясов на трубчатых изделиях. In FIG. 1 and 2, general installation diagrams are presented for obtaining concave and convex belts on tubular products.

Установка содержит профильную оправку 1, закрепляемую в патроне 2, например, токарного станка, обкатной ролик 3, упор 4, установленный с возможностью перемещения в пространстве для его совмещения с осью трубчатой заготовки 5. The installation comprises a profile mandrel 1, fixed in the chuck 2, for example, a lathe, a run-in roller 3, an emphasis 4 mounted with the possibility of movement in space for its alignment with the axis of the tubular workpiece 5.

На наружной поверхности оправки 1 выполнены выпуклые 6 или вогнутые 7 рельефы поясов (в зависимости от решаемой задачи на одной оправке они могут быть только вогнутые или только выпуклые). Диаметр оправки 1 выполнен меньше внутреннего диаметра трубчатой заготовки 5 с учетом глубины поясов для возможности съема заготовки 5 с оправки 1 после образования поясов. Обкатной ролик 3 на своей наружной поверхности имеет или выпуклые 8 или вогнутые 9 пояса, причем каждый из них с учетом толщины материала заготовки 5 копирует профиль рельефов оправки 1 и является ответным этому профилю, то есть выпуклому рельефу 6 оправки 1 соответствует вогнутый пояс 9 обкатного ролика 3. Обкатной ролик 3 имеет возможность перемещения в горизонтальном направлении при помощи специального приспособления 10 (при использовании токарного станка его роль выполняет резцедержатель). Для исключения трения заготовки 5 в патрон 2 на оправке 1 выполняется упорный буртик 11. Convex 6 or concave 7 reliefs of the belts are made on the outer surface of the mandrel 1 (depending on the problem being solved, they can only be concave or only convex on one mandrel). The diameter of the mandrel 1 is made smaller than the inner diameter of the tubular billet 5, taking into account the depth of the belts to enable removal of the workpiece 5 from the mandrel 1 after the formation of the belts. The rolling roller 3 on its outer surface has either convex 8 or concave 9 belts, each of which, taking into account the thickness of the workpiece 5, copies the profile of the mandrel 1 reliefs and is in response to this profile, that is, the convex relief 6 of the mandrel 1 corresponds to the concave belt 9 of the rolling roller 3. The run-in roller 3 has the ability to move in the horizontal direction with the help of a special tool 10 (when using a lathe, the tool holder plays its role). To eliminate friction of the workpiece 5 in the cartridge 2 on the mandrel 1 is made of a thrust shoulder 11.

Установка для вогнутых и выпуклых поясов работает следующим образом. Installation for concave and convex belts works as follows.

В патрон 2 токарного станка зажимается профильная оправка 1, имеющая на своей поверхности, например, два вогнутых профиля 7. На профильную оправку 1 надевают трубчатую заготовку 5 любого типоразмера. При помощи упора 4, установленного по типоразмеру заготовки 5, прижимают заготовку 5 к упорному буртику 11 оправки 1, одновременно центрируя ее. При помощи резцедержателя токарного станка или специального приспособления 10 обкатной ролик 3 подводится к трубчатой заготовке 5 таким образом, что выпуклые пояса 8 размещаются против вогнутых поясов 7 на оправке 1 и с усилием прижимаются к трубчатой заготовке 5. In the chuck 2 of the lathe, a profile mandrel 1 is clamped, having, for example, two concave profiles 7 on its surface. A tubular blank 5 of any size is put on the profile mandrel 1. Using the stop 4, installed according to the standard size of the workpiece 5, press the workpiece 5 to the stop shoulder 11 of the mandrel 1, while centering it. Using the tool holder of a lathe or special tool 10, the roll-in roller 3 is fed to the tubular blank 5 so that the convex belts 8 are placed against the concave belts 7 on the mandrel 1 and are pressed against the tubular blank 5 with force.

В момент касания выпуклых поясов 8 трубчатой заготовки 5 она начинает вращаться вокруг собственной оси вместе с оправкой с равной линейной скоростью оправки в точке касания за счет сил трения трубчатой заготовки 5 об оправку 1. At the moment of touching the convex belts 8 of the tubular blank 5, it begins to rotate around its own axis with the mandrel with an equal linear speed of the mandrel at the point of contact due to the friction forces of the tubular blank 5 about the mandrel 1.

При дальнейшем поджиме обкатного ролика 3 на трубчатой заготовке 5 образуется вогнутый пояс заранее заданной формы и размера. Форма вогнутых и выпуклых рельефов на оправке и на обкатном ролике за счет практически точечной деформации материала трубы в зоне касания обеспечивает деформацию материала даже в упрочненном состоянии, а глубина выступов и впадин обеспечивается инструментом. With further compression of the rolling roller 3, a concave belt of a predetermined shape and size is formed on the tubular billet 5. The shape of concave and convex reliefs on the mandrel and on the run-in roller due to almost point deformation of the pipe material in the contact zone ensures the deformation of the material even in the hardened state, and the depth of the protrusions and depressions is provided by the tool.

Таким образом предлагаемый способ получения выпуклых и вогнутых поясов на трубчатых заготовках и установка для осуществления этого способа позволяет расширить технологические возможности производства, а именно:
а) получение на поверхности трубы как вогнутых, так и выпуклых поясов (зигов);
б) возможность обработки на одной установке и одним комплектом оснастки различных по диаметру типоразмеров трубчатых заготовок;
в) использование рядового для промышленности оборудования, например токарного станка;
г) снижение себестоимости изготовления.Thus, the proposed method for producing convex and concave belts on tubular billets and installation for implementing this method allows to expand the technological capabilities of production, namely:
a) obtaining on the pipe surface both concave and convex belts (zigs);
b) the possibility of processing on one unit and one set of equipment of various sizes of tubular billets;
c) the use of ordinary equipment for industry, such as a lathe;
g) reducing the cost of manufacturing.

Claims

1. A method of producing belts on tubular billets, including the free installation of the latter on a profile mandrel and the application of deforming forces to them in cross section, characterized in that the profile mandrel is rotated, and a deforming force is applied externally.

2. Installation for producing belts on tubular billets, containing a profile mandrel with a diameter smaller than the diameter of the tubular workpiece, at least one deforming element made in the form of a rolling roller, emphasis, characterized in that the profile mandrel is mounted for rotation, the rolling roller is made with the outer surface copying the profile of the mandrel, responding to it and taking into account the wall thickness of the tubular workpiece, and the emphasis has the possibility of reciprocating movement in mutually perpendicular to boards.